Gang là hợp kim của sắt với carbon và một số nguyên tố khác (trong đó hàm lượng carbon từ 2\% đến 5\%). Gang được sử dụng để làm nguyên liệu sản xuất thép, chế tạo dụng cụ đun nấu, các chi tiết máy. Một học sinh thực hiện thí nghiệm xác định hàm lượng sắt có trong một mẫu gang theo các bước sau:
Bước 1: Hòa tan 2,35 gam mẫu gang (đã làm sạch bề mặt) trong dung dịch $H_{2}S{O}_4$ 10\% dư. Sau khi phản ứng kết thúc, lọc bỏ phần không tan, nhúng một thanh Zn vào dung dịch để khử hoàn toàn ion $F{e}^{3+}$ thành $F{e}^{2+}$, thu được dung dịch X.
Bước 2: Cho X vào bình định mức 250 mL, thêm nước cất đến vạch, thu được 250 mL dung dịch Y.
Bước 3: Lấy 10,0 mL dung dịch Y cho vào bình tam giác, thêm khoảng 10 mL dung dịch $H_{2}S{O}_4$ 10\%. Chuẩn độ dung dịch thu được bằng dung dịch $KMn{O}_4$ 0,02 M đến khi dung dịch chuyển sang màu hồng nhạt ổn định trong 20 giây thì dừng chuẩn độ. Thể tích trung bình của dung dịch $KMn{O}_4$ sau ba lần chuẩn độ là 16,0 mL.

(AI giải đề cho tôi)
Câu 3 (gang):
a) 1000 tấn quặng chứa 75% Fe2O3 → 750 tấn Fe2O3, chứa Fe: 750 × 112/160 = 525 tấn Fe. Hiệu suất 98% → lượng Fe vào gang: 525 × 0,98 = 514,5 tấn. Khối lượng gang = 514,5/(2,24/2,35) = 514,5/0,953191... ≈ 539,8 ≈ 540 tấn, khớp với đề bài. Phát biểu a ĐÚNG.
b) Phản ứng chuẩn độ: $5F{e}^{2+}+Mn{O}_4^{-}+8H^{+}\to 5F{e}^{3+}+M{n}^{2+}+4H_{2}O$. $n(KMn{O}_4)=0,02\times 0,016=3,2\times 10^{-4}$ mol → $n(F{e}^{2+})$ trong 10 mL Y = $1,6\times 10^{-3}$ mol → trong 250 mL: $n(Fe)=0,04$ mol → $m(Fe)=0,04\times 56=2,24$ g. %Fe = 2,24/2,35 × 100 = 95,319...% ≈ 95,3%. Phát biểu b ĐÚNG.
c) Fe khử được Fe³⁺ thành Fe²⁺: $Fe+2F{e}^{3+}\to 3F{e}^{2+}$. Ion Fe²⁺ sinh ra chính là ion cần định lượng, không tạo thêm ion lạ ảnh hưởng kết quả chuẩn độ bằng KMnO₄. Phát biểu c ĐÚNG.
d) Không thể thay H₂SO₄ bằng HCl vì KMnO₄ trong môi trường axit oxi hóa Cl⁻ thành Cl₂: $2Mn{O}_4^{-}+10C{l}^{-}+16H^{+}\to 2M{n}^{2+}+5C{l}_2+8H_{2}O$, làm tiêu tốn thêm KMnO₄ và sai lệch kết quả. Phát biểu d SAI.
a) (AI giải đề cho tôi)
750 tấn Fe2O3 chứa 525 tấn Fe; hiệu suất 98% cho 514,5 tấn Fe; chia cho %Fe = 95,319% được ≈ 540 tấn gang, khớp đề bài → ĐÚNG.
b) (AI giải đề cho tôi)
n(KMnO4) = 3,2×10⁻⁴ mol → nFe trong 250 mL = 0,04 mol → mFe = 2,24 g; %Fe = 2,24/2,35 × 100 ≈ 95,3% → ĐÚNG.
c) (AI giải đề cho tôi)
Fe + 2Fe³⁺ → 3Fe²⁺; Fe²⁺ là ion cần định lượng, không tạo ion lạ ảnh hưởng chuẩn độ KMnO₄ → ĐÚNG.
d) (AI giải đề cho tôi)
KMnO₄ trong axit oxi hóa Cl⁻ thành Cl₂ (2MnO₄⁻ + 10Cl⁻ + 16H⁺ → 2Mn²⁺ + 5Cl₂ + 8H₂O), làm sai kết quả chuẩn độ → SAI.